SKKN Kinh nghiệm hình thành các phương pháp giải toán hóa học từ việc giải một bài toán hóa học cơ bản
Phấn đấu nâng cao chất lượng dạy và học của nghành giáo dục là công việc có tính chất thời sự và thường xuyên. Để có kết quả ngày càng cao chất lượng dạy học và giáo dục là việc làm suốt đời của mỗi thầy cô giáo. Để làm được công việc to lớn và khó khăn này giáo viên phải đi sâu nghiên cứu những vấn đề về nội dung - kiến thức khoa học cơ bản, những phương pháp, những hình thức tổ chức dạy học, kĩ năng vận kiến thức một cách linh hoạt sáng tạo cho học sinh.
Ở trường THPT, môn hóa là một trong những môn học cơ bản trong giảng dạy Hóa học, bài tập hóa học là một phương tiện rất cần thiết giúp học sinh nắm vững và nhớ lâu các kiến thức cơ bản, mở rộng và đào sâu những kiến thức đã được trang bị. Nhờ đó học sinh được hoàn thiện kiến thức đồng thời phát triển trí thông minh sáng tạo, rèn luyện được tính kiên nhẫn, kĩ năng, kĩ xảo, năng lực nhận thức và tư duy phát triển hơn.Thông qua bài tập hóa học giúp giáo viên đánh giá kết quả học tập của học sinh từ đó phân loại được học sinh và có kế hoạch sát với đối tượng.
Từ năm học 2006 -2007 Bộ giáo dục và đào tạo đã chuyển đổi hình thức thi tự luận sang thi trắc nghiệm. Hình thức này đòi hỏi trong một thời gian ngắn học sinh phải giải nhiều bài tập với nhiều dạng khác nhau huy động nhiều đơn vị kiến thức cả về chiều rộng và bề sâu cũng như các kĩ năng giải toán. Chính vì vậy giáo viên cần phải trang bị cho học sinh về mặt kiến thức cũng như phương pháp và kĩ thuật giải nhanh các bài toán trắc nghiệm hóa học.
Việc hình thành phương pháp giải nhanh cho học sinh là một việc làm không đơn giản . Bởi vì mỗi một dạng toán lại ứng với phương pháp giải nhất định. Mà để hình thành phương pháp giải nhanh cho học sinh chúng ta cần cung cấp cung một lúc nhiều phương pháp để từ đó học sinh có một cái nhìn tổng quan về phương pháp giải nhanh từ đó so sánh để thấy được ưu nhược điểm của mỗi phương pháp trên cơ sở đó vận dụng phù hợp mỗi phương pháp cho từng bài toán để đạt kết quả chính xác nhất trong thời gian nhanh nhất.
Xuất phát từ tình hình thực tế học sinh của trường sở tại: Kiến thức cơ bản và phương pháp giải toán chưa chắc chắn, khả năng tư duy vận dụng các phương pháp giải toán còn hạn chế. Để giúp học sinh có nhiều phương pháp giải một bài tập hóa học từ đó lựa chọn phương pháp tối ưu để giải nhanh một bài toán hóa học phù hợp với đề thi trắc nghiệm hiện tại của Bộ giáo dục.
Từ những lí do trên, tôi chọn sáng kiến:
“Kinh nghiệm hình thành các phương pháp giải toán hóa học từ việc giải một bài toán hóa học cơ bản”
MỤC LỤC Nội dung Trang A. ĐẶT VẤN ĐỀ 2 I. LỜI MỞ ĐẦU 2 II. THỰC TRẠNG 2 B. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 3 B. I. NẮM VỮNG NỘI DUNG TỪNG PHƯƠNG PHÁP ĐÃ ÁP DỤNG GIẢI BÀI TOÁN CƠ BẢN. 3 I. NHÓM PHƯƠNG PHÁP ĐẠI SỐ 3 I.1 Biến đổi ngẫu hứng. 4 I.2 Đồng nhất hệ số. 5 I.3 Ghép ẩn – Giải hệ. 5 II. NHÓM PHUƠNG PHÁP BẢO TOÀN 6 Cách 2.1. Phương pháp bảo toàn khối lượng. 6 Cách 2.2: Phương pháp bảo toàn nguyên tố. 6 Cách3.3 :Phương pháp bảo toàn điện tích kết hợp với phương pháp trung bình. 6 Cách 2.4: Phương pháp bảo toàn electron. 7 III. NHÓM PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI 7 Cách 3.1: Phương pháp quy đổi công thức phân tử ( CTPT) 7 Cách 3. 2: Phương pháp quy đổi nguyên tử. 8 Cách 3. 3: Phương pháp quy đổi tác nhân oxi hóa. 8 IV. DÙNG CÔNG THỨC TÍNH NHANH 9 V. NHÓM PHƯƠNG PHÁP GIÁ TRI TRUNG BÌNH 9 Cách 5.1: Hóa trị trung bình kết hợp với phương pháp bảo toàn electron 9 VI. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP KHÁC 10 Cách 6.1: Phương pháp số học. 10 Cách 6.2: Phương pháp số học kết hợp bảo toàn electron. 10 B.II. MỘT SỐ BÀI TẬP VẬN DỤNG 10 C. KẾT LUẬN 11 I. KẾT QUẢ ÁP DỤNG 11 II. KẾT LUẬN 13 TÀI LIỆU THAM KHẢO 14 A. ĐẶT VẤN ĐỀ I. LỜI MỞ ĐẦU: Phấn đấu nâng cao chất lượng dạy và học của nghành giáo dục là công việc có tính chất thời sự và thường xuyên. Để có kết quả ngày càng cao chất lượng dạy học và giáo dục là việc làm suốt đời của mỗi thầy cô giáo. Để làm được công việc to lớn và khó khăn này giáo viên phải đi sâu nghiên cứu những vấn đề về nội dung - kiến thức khoa học cơ bản, những phương pháp, những hình thức tổ chức dạy học, kĩ năng vận kiến thức một cách linh hoạt sáng tạo cho học sinh. Ở trường THPT, môn hóa là một trong những môn học cơ bản trong giảng dạy Hóa học, bài tập hóa học là một phương tiện rất cần thiết giúp học sinh nắm vững và nhớ lâu các kiến thức cơ bản, mở rộng và đào sâu những kiến thức đã được trang bị. Nhờ đó học sinh được hoàn thiện kiến thức đồng thời phát triển trí thông minh sáng tạo, rèn luyện được tính kiên nhẫn, kĩ năng, kĩ xảo, năng lực nhận thức và tư duy phát triển hơn.Thông qua bài tập hóa học giúp giáo viên đánh giá kết quả học tập của học sinh từ đó phân loại được học sinh và có kế hoạch sát với đối tượng. Từ năm học 2006 -2007 Bộ giáo dục và đào tạo đã chuyển đổi hình thức thi tự luận sang thi trắc nghiệm. Hình thức này đòi hỏi trong một thời gian ngắn học sinh phải giải nhiều bài tập với nhiều dạng khác nhau huy động nhiều đơn vị kiến thức cả về chiều rộng và bề sâu cũng như các kĩ năng giải toán. Chính vì vậy giáo viên cần phải trang bị cho học sinh về mặt kiến thức cũng như phương pháp và kĩ thuật giải nhanh các bài toán trắc nghiệm hóa học. Việc hình thành phương pháp giải nhanh cho học sinh là một việc làm không đơn giản . Bởi vì mỗi một dạng toán lại ứng với phương pháp giải nhất định. Mà để hình thành phương pháp giải nhanh cho học sinh chúng ta cần cung cấp cung một lúc nhiều phương pháp để từ đó học sinh có một cái nhìn tổng quan về phương pháp giải nhanh từ đó so sánh để thấy được ưu nhược điểm của mỗi phương pháp trên cơ sở đó vận dụng phù hợp mỗi phương pháp cho từng bài toán để đạt kết quả chính xác nhất trong thời gian nhanh nhất. Xuất phát từ tình hình thực tế học sinh của trường sở tại: Kiến thức cơ bản và phương pháp giải toán chưa chắc chắn, khả năng tư duy vận dụng các phương pháp giải toán còn hạn chế. Để giúp học sinh có nhiều phương pháp giải một bài tập hóa học từ đó lựa chọn phương pháp tối ưu để giải nhanh một bài toán hóa học phù hợp với đề thi trắc nghiệm hiện tại của Bộ giáo dục. Từ những lí do trên, tôi chọn sáng kiến: “Kinh nghiệm hình thành các phương pháp giải toán hóa học từ việc giải một bài toán hóa học cơ bản” II. THỰC TRẠNG: Giải toán Hóa học bằng nhiều phương pháp khác nhau là một trong những nội dung quan trọng trong giảng dạy Hóa học ở trường phổ thông. Phương pháp giáo dục ở ta hiện nay còn nhiều gò bó và hạn chế tầm suy nghĩ, sáng tạo của học sinh. Bản thân các em học sinh khi đối mặt với một bài toán cũng thường có tâm lí hài lòng sau khi giải quyết nó bằng một cách nào đó mà chưa nghĩ đến việc giải quyết nó một cách nhanh nhất phù hợp với hình thức thi của Bộ giáo dục. Ở cấp THCS học sinh đã được trang bị một số phương pháp giải toán cơ bản đó là: Phương pháp bảo toàn khối lượng, phương pháp trung bìnhỞ cấp THPT đơn vị kiến thức rộng hơn nhiều dạng bài tập hơn dẫn tới học sinh lúng túng không biết lựa chọn phương pháp giải nào cho nhanh. Từ thực trạng trên và trong quá trình học chuyên đề bồi dưỡng thường xuyên, qua học hỏi đồng nghiệp và qua quá trình tự học, tự bồi dưỡng tôi đã sử dụng: “Kinh nghiệm hình thành các phương pháp giải toán hóa học từ việc giải một bài toán hóa học cơ bản” để giúp đỡ học sinh giải bài toán một cách nhanh nhất. B. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ B.I. NẮM VỮNG NỘI DUNG TỪNG PHƯƠNG PHÁP ĐÃ ÁP DỤNG GIẢI BÀI TOÁN CƠ BẢN. * Trước hết tôi yêu cầu học sinh phải nắm vững kiến thức lí thuyết về các phản ứng hóa học, về tính chất của các chất ứng với từng nội dung trong các bài học. Nắm vững phương pháp tính theo công thức hóa học và phương trình hóa học – là phương pháp cơ bản nhất và quan trọng nhất trong việc hình thành kĩ năng giải toán của học sinh. Tiếp đó tôi trang bị cho học sinh một hệ thống nhóm các phương pháp giải đã vận dụng trong giải bài toán cơ bản. * BÀI TOÁN HÓA HỌC CƠ BẢN: “ Một phoi bào sắt có khối lượng m gam đế lâu ngoài không khí bị oxi hóa thành hỗn hợp A gồm Fe2O3, Fe3O4, FeO, Fe có khối lượng là 12 gam. Cho A tan hoàn toàn trong HNO3 sinh ra 2,24 lít khí NO là sản phẩm khử duy nhất (ở điều kiện tiêu chuẩn). Tìm giá trị của m. BÀI GIẢI Các phương trình phản ứng xảy ra trong bài: Khi Fe tác dụng với O2: 2Fe + O2 2FeO 3Fe + 2O2 Fe3O4 4Fe + 3O2 2 Fe2O3 Khi cho hỗn hợp A tác dụng với HNO3 Fe + 4 HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 2 H2O 3FeO + 10 HNO3 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O 3Fe3O4 + 28 HNO3 9 Fe(NO3)3 + NO + 14 H2O 3Fe2O3 + 6HNO3 2Fe(NO3)3 + 3H2O I. NHÓM PHƯƠNG PHÁP ĐẠI SỐ Đây là nhóm các phương pháp giải toán Hóa học dựa trên việc đặt ẩn và biểu diễn các quan hệ Hóa học trong bài toán bằng các biểu thức đại số. Đặt x, y, z, t lần lượt là số mol của Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3: Phương trình đã cho : mhh = 56x + 72y + 232z + 160t = 12 (1) ne cho = 3x + y + z = 0,3 (2) Biểu thức cần tìm: m = 56( x+ y+ 3z+ 2t) (3) Trong bài tập này, số ẩn cần tìm là 4 trong khi chỉ có 2 phương trình đã biết, do đó, bài toán không thể giải bằng phương pháp đại số thông thường (đặt ẩn - giải hệ) để tìm ra giá trị của mỗi ẩn mà chỉ có thể bằng cách ghép ẩn số, đi từ phương trình đã cho đến biểu thức cần tìm. Quá trình biến đổi đó (đi từ phương trình đã cho đến biểu thức cần tìm), có thể tiến hành theo 3 hướng: biến đổi ngẫu hứng, đồng nhất hệ số hoặc ghép ẩn - giải hệ. I. 1. Biến đổi ngẫu hứng: Có rất nhiều phương pháp biến đổi ngẫu hứng trong trường hợp này, tùy thuộc vào sự thông minh, khéo léo và những nhận xét tinh tế của mỗi người. Ở đây, tôi chỉ xin giới thiệu một số cách biến đổi đơn giản và logic nhất : Cách 1.1: Nhận thấy ẩn t chỉ xuất hiện trong phương trình (1) và biểu thức (3), trong đó hệ số của t ở phương trình (1) gấp 80 hệ số của t ở biểu thức (3). Ta có cách biến đổi dưới đây: Nhân phương trình (2) với 8 rồi cộng với phương trình (1), ta có: (2) × 8 + (1) = 80 ( x + y + 3z + 2t) =14,4 Chia phương trình mới này cho 80 rồi nhân với 56, ta dễ dàng có được kết quả cần tìm: m = 56( x +y + 3z + 2t) = × 56 = 10,08 gam Cách 1.2: Nhận thấy các hệ số của phương trình (1) đều chia hết cho 8. Ta có cách biến đổi dưới đây: Chia phương trình (1) cho 8 rồi cộng với phương trình (2), ta có: ( 2) + = 10( x + y + 3z + 2t) = 1,8 Chia phương trình mới này cho 80 rồi nhân với 56, ta dễ dàng có được kết quả cần tìm: m = 56( x + y + 3z + 2t) = × 56 = 10,08 gam Cách 1.3: Nhận thấy nếu biến đổi từ phương trình (1) và (2) về toàn bộ biểu thức (3) thì các hệ số của x, y, z, t đều phải chia hết cho 56, ta có thêm cách biến đổi sau: Nhân phương trình (1) với 7 (vì các hệ số của phương trình (1) đã chia hết cho 8) và nhân phương trình (2) với 56 rồi cộng lại, ta có: 7×(1) + 56×(2) = 560( x + y + 3z + 2t) = 100,8 Chia phương trình mới này cho 10, ta thu được kết quả m = 10,08g I. 2. Đồng nhất hệ số: Cách 1.4: Gọi A và B là hệ số của các phương trình (1) và (2) sao cho: A × (1) + B×( 2) = (3) →(56x + 72y + 232z + 160t ) + (3 x + y + z ) = 56( x + y +3z + 2t) Tiến hành đồng nhất hệ số của x, y, z, t ở 2 vế của phương trình trên, ta có: x : 56A + 3B = 56 y : 72A + B = 56+ A = 0,7 z : 232A + B = 168 B = 5,6 t : 160A = 112 Và do đó, m = 0,7× (1) + 5,6×(2) = 10,08g Cách 1.5: Nhận thấy ẩn t chỉ xuất hiện trong phương trình (1) và biểu thức (3), do đó nếu biến đổi từ (1) và (2) ra (3) thì hệ số của t chỉ phụ thuộc vào (1). Hệ số của (1) là A == 0,7 Vậy: 0,7 ×(1) + B × (2) = (3) Đồng nhất các hệ số của x, y, z, t ở 2 vế của phương trình mới này, ta dễ dàng tìm ra B = 5,6 Do đó, m = 0,7× (1) + 5,6×( 2) = 10,08g I. 3. Ghép ẩn - giải hệ: Cách 1.6: Trong bài tập này, phương pháp ghép ẩn - giải hệ được thực hiện với 2 biểu thức sau : nFe = x + y + 3z + 2t (4) nO = y + 4z + 3t (5) Với 2 biểu thức đã cho và dữ kiện đề bài, ta có : mhh = 56x + 72y +232z +160t = 56( x + y + 3z + 2t) + 16( x + 4z + 3t) =12 ne cho = 3x + y + z = 3( x + y + 3z) - 2( y + 4z + 3t) = 0,3 Coi 2 biểu thức (4) và (5) là 2 ẩn của một hệ 2 phương trình, giải hệ ta có : x + y + 3z + 2t = 0,18 y + 4z + 3t Từ đó, có kết quả m= 56( x + y + 3z + 2t) = (10,08g Các phương pháp đại số có nhược điểm là đã "toán học hóa" bài toán Hóa học khá nhiều, tuy nhiên nền tảng của nó vẫn là những hiểu biết Hóa học. Hơn nữa, việc rèn luyện các kỹ năng tính toán và biến đổi biểu thức đại số cũng góp một vài trò không nhỏ trong việc phát triển tư duy sáng tao cho học sinh. Đặc biệt, đây là phương pháp phù hợp với các em học sinh THCS, vốn chưa có đủ những kiến thức sâu sắc về Hóa học và chưa được hướng dẫn nhiều để có thể vận dụng tốt các phương pháp khác như Bảo toàn electron hay Quy đổi. II.NHÓM CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN Cách 2 . 1: Phương pháp bảo toàn khối lượng Cho hỗn hợp A tác dụng với dung dịch HNO3, theo định luật bảo toàn khối lượng, ta có: H2O NO Fe(NO3)3 HNO3 A m + m = m + m + m Trong đó, số mol các chất lần lượt là : Fe Fe(NO3)3 n = n = Fe(NO3)3 HNO3 HNO3 n tạo ra NO = 0,1 và n = 3n = HNO3 H2O HNO3 n phản ứng = 0,1 + n = n pứ Tính khối lượng các chất và thay vào (6), ta được 12 + ( 0,1 + ) × 63 = × 242 + 0,1×30 + ( 0,1 + )× 18 Gải ra ta được m = 10,08 gam. Cách 2.2: Phương pháp bảo toàn nguyên tố Dựa vào bán phản ứng khử: 4H+ + NO3- + 3e NO + 2H2O Ta thấy có thể giải lại bài toán theo phương pháp bảo toàn nguyên tố và khối lượng đối với Oxi như sau: mO(A) + mO(HNO3 NO) = mO(NO) + mO(H2O) (12 – m) + 3×16×0,1 = 0,1×16 + 3,2×16×0,1 Giải phương trình trên dễ dàng ta có m = 10,08 gam Cách 2.3: Phương pháp bảo toàn điện tích kết hợp với phương pháp trung bình y x Gọi công thức chung của cả hỗn hợp A : Fe O , phương trình ion của phản ứng là y y x y x Fe O + (4 + 2 ) H+ Fe3+ + NO↑ + ( 2 + )H2O y x x y Bảo toàn điện tích 2 vế phản ứng ta có 4 + 2 - 1= 3 3 - 2 = 3 (7) y x Và theo phản ứng thì nFe O = nNO = 0,1mol = → 56x + 16y = 120 (8) y x Giải hệ phương trình (7) và (8), ta có: =1,8 và = 1,2 Do đó khối lượng của Fe ban đầu là: m = 56 × 1,8 × 0,1 = 10,08 gam. Cách 2.4: Phương pháp bảo toàn electron Ở bài toán này, chất nhường e là Fe, chất nhận e là O2 và N+5 trong HNO3. Fe0 Fe3+ + 3e O02 + 4e 2O2- N+5 + 3e N+2 Ta có phương trình: =→ m = 10,08 Bảo toàn vật chất là một trong những nguyên lý cơ bản của khoa học tự nhiên, rất nhiều định luật bảo toàn có mặt trong cả Vật lý, Sinh học, Hóa học và có ý nghĩa triết học. Do đó, việc tích cực sử dụng các phương pháp bảo toàn sẽ giúp cho học sinh hình thành được một nguyên lý tư duy quan trọng trong học tập và công việc sau này. Trong số các cách làm ở trên thì bảo toàn khối lượng là một phương pháp phù hợp với cả học sinh THCS, nếu được hướng dẫn tốt thì các em hoàn toàn toàn có thể áp dụng được. III. NHÓM CÁC PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI Cách 3.1: Quy đổi CTPT Có rất nhiều cách quy đổi CTPT các oxit của Fe, vì thực ra, kết quả quy đổi nào cũng chỉ là một giả định và không ảnh hưởng đến kết quả bài toán. Do khi hỗn hợp A phản ứng với HNO3 thì chỉ có Fe cho nhiều electron nhất và Fe2O3 không cho electron, nên cách đơn giản nhất là quy đổi hỗn hợp A thành Fe và Fe2O3 (do 3FeO → Fe Fe2O3 ). Áp dụng định luật bảo toàn electron cho phản ứng của A với HNO3, ta có Fe0 Fe3+ + 3e N+5 +3e N+2 Fe2O3 Do đó, nFe = nNO = 0,1 mol và n = = 0,04 mol Từ đó dễ dàng co kết quả m= 56×( 0,1 + 2× 0,04) = 10,08 gam. *Chú ý là với cách quy đổi này, ta còn có một cách làm nữa: Với nFe = nNO = 0,1 mol, ta suy ra phần khối lượng còn lại là của Fe2O3, nO trong đó: mO mFe nFe ¾ = ¾¾ = Thực tế, đây là một cách làm ít giá trị và rườm rà so với cách làm trình bày ở trên, tuy nhiên, rất nhiều người lại cho rằng nó là kết quả của đường chéo dưới đây : m 0,7 5,6 12 0,3 Ở đây, giá trị 5,6 không phải là một giá trị trung bình nên đường chéo ở trên là áp đặt và không thuộc về phương pháp đường chéo. Cách 3.2: Phương pháp quy đổi nguyên tử Hỗn hợp A gồm Fe và các oxit của nó có thể quy đổi thành một hỗn hợp chỉ gồm nguyên tử Fe và O có số mol tương ứng là x và y. Áp dụng định luật bảo toàn electron cho phản ứng của A với HNO3, ta có: Fe0 Fe3+ + 3e O0 + 2e O2- N+5 + 3e N+2 Do đó ta có hệ phương trình: mFe = 0,18×56=10,08 gam 56x + 16y = 12 x = 0,12 3x = 2y + 0,3 y = 0,18 Cách 3.3: Quy đổi tác nhân oxi hóa + O2 Quá trình oxi hoá Fe từ Fe0 Fe3+ có thể được sơ đồ hoá lại như sau: Fe0 Fe3+ + HNO3 + O2 A Vì kết quả oxi hoá Fe theo hai con đường đều như nhau, do đó ta có thể quy đổi hai bước oxi hoá trong bài toán thành một quá trình oxi hoá duy nhất bằng O2. 0,3 mol electron mà N+5 nhận trở thành do O2 nhận, và do đó sản phẩm phản ứng cuối cùng là Fe2O3 có khối lượng: Fe2O3 m = 12 + = 14,4 gam m= 2×= 10,08 gam. Phương pháp quy đổi là phương pháp rất hay và phù hợp để giải quyết nhanh những bài toán loại này, tuy nhiên, đây cũng là một phương pháp còn khá mới mẻ thậm chí đối với một số giáo viên, do đó việc áp dụng cho đa số học sinh vẫn còn nhiều khó khăn. Khi vận dụng phương pháp này cần lưu ý là việc vận dụng có thể rất linh hoạt nhưng nguyên tắc chung phải được đảm bảo, đó là sự bảo toàn nguyên tố, bảo toàn electron, . của hỗn hợp mới so với hỗn hợp được quy đổi. *Chú ý là phương pháp quy đổi là một giả định hình thức được áp đặt, do đó, ta hoàn toàn có thể thay đổi các phương án quy đổi mà không ảnh hưởng đến kết quả bài toán. Đối với cách làm 4.1, ta có thể quy đổi hỗn hợp A là hỗn hợp của (Fe, Fe3O4), (Fe, FeO), (FeO, Fe2O3), hay như với cách làm 4.2, ta cũng có thể quy đổi hỗn hợp A là hỗn hợp của: (Fe, O2), (O, FeO), ( O, Fe3O4) cũng được (lẽ tất nhiên là không thể quy đổi thành(O, Fe2O3) vì khi đó sẽ không còn chất cho electron). Mặc dù trong một vài trường hợp kết quả của 1 trong 2 giá trị có thể âm, nhưng điều đó là sự bù trừ cần thiết và kết quả cuối cùng của bài toán vẫn được đảm bảo. IV. DÙNG CÔNG THỨC TÍNH NHANH Cách 4. 1: Tổng kết một số cách làm ở trên có thể giúp ta thu được kết quả là một công thức tính nhanh rất thú vị: 10 7mhh + 56ne mFe = = = 10,08 gam Trong quá trình học, việc học thuộc máy móc các công thức tính mà không hiểu rõ phương pháp dẫn đến công thức đó là điều rất không nên, tuy nhiên, nếu đã được hướng dẫn cụ thể, tỷ mỉ thì việc nhớ một công thức tính quan trọng, áp dụng được cho nhiều bài tập, nhiều đề thi, cũng là một lựa chọn “khôn ngoan” của thí sinh. V. NHÓM PHƯƠNG PHÁP TRUNG BÌNH Cách 5.1: Hóa trị trung bình kết hợp với bảo toàn electron n Gọi hóa trị trung bình của Fe trong cả hỗn hợp A là n , khi đó, công thức của A là Fe2O n n )e Áp dụng định luật bảo toàn electron cho phản ứng của A với HNO3, ta có : Fe+ Fe+3 + (3 - n = 4/3 n ) = 0,1×3 N+5 + 3e N+2 Ta có phương trình : × (3- A có CTPT trung bình là Fe2O4/3 nFe = m = 10,08 gam VI. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP KHÁC. Cách 6.1: Phương pháp số học Giả sử lượng Fe phản ứng với O2 chỉ tạo ra Fe2O3 . Từ số mol O2 phản ứng ta tính được số mol Fe: 4Fe + 3O2 2Fe2O3 nFe = Số mol Fe còn lại tác dụng với HNO3 thì nFe = nNO. Ta có phương trình: → m= 10,08 gam. Cách 6.2: Phương pháp số học kết hợp với bảo toàn e Giả sử lượng Fe phản ứng với O2 chỉ tạo ra Fe2O3 Khối lượng hỗn hợp A đạt mức tối đa phải là: Số mol O2 còn thiếu là: nO2 = Vì số mol e do lượng O2 còn thiếu phải bằng số mol e do N+5 trong HNO3 nhận để giảm xuống N+2 trong NO nên ta có phương trình : ( × 4 = 0,1× 3 Giải ra ta được: m = 10,08 gam B.II.MỘT SỐ BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài tập 1: Cho m(g) hỗn hợp gồm A gồm 1,08 Al và hỗn hợp FeO, Fe2O3, Fe3O4, Fe. Tiến hành nhiệt nhôm được hỗn hợp B. Nghiền nhỏ sau đó chia B làm 3 phần bằng nhau − Phần 1 cho vào HNO3 đặc nóng, dư được dung dịch C và 0,448lít khí NO (đktc) − Phần 2 cho tác dụng với lượng dư NaOH thu được 0,224 lít H2 (đktc) − Phần 3 cho khí CO vào thu được 1,472g chất rắn D . Tính m? Bài tập 2: Hòa tan hoàn toàn một oxit FexOy bằng dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu được 2,24 lít SO2 (đktc), phần dung dịch cô cạn được 120 gam muối khan. Xác định công thức của oxit. Bài tập 3: Nung x mol Fe trong không khí một thời gian thu được 16,08 gam hỗn hợp H gồm 4 chất rắn, đó là Fe và 3 oxit của nó. Hòa tan hết lượng hỗn hợp H trên bằng dung dịch HNO3 loãng, thu được 672 ml khí NO duy nhất (đktc). Trị số của x là? Bài tập 4: 44,08 gam một oxit sắt FexOy được hòa tan hết bằng dung dịch HNO3 loãng, thu được dung dịch A. Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch A, thu được kết tủa. Đem nung lượng kết tủa này ở nhiệt độ cao cho đến khối lượng không đổi, thu được một oxit kim loại. Dùng H2 để khử hết lượng oxit này thì thu được 31,92 gam chất rắn là một kim loại. Tìm công thức oxit? Bài tập 5: Để m gam bột kim loại sắt ngoài không khí một thời gian, thu được 2,792 gam hỗn hợp A gồm sắt kim loại và ba oxit của nó. Hòa tan tan hết hỗn hợp A bằng dung dịch HNO3 loãng, thu được một muối sắt (III) duy nhât và có tạo 380,8 ml khí NO duy nhất thoát ra (đktc). Trị số của m là? Bài tập 6: Hỗn hợp A gồm Fe và ba oxit của nó. Hòa tan hêt m gam hỗn hợp A bang dung dịch HNO3 loãng, có 672 ml NO thoát ra (đktc) và dung dịch D. Đem cô cạn dung dịch D, thu được 50,82 gam một muối khan. Trị số của m là? Bài tập 7: Một lượng bột kim loại sắt không bảo quản tốt đã bị oxi hóa tạo các oxit. Hỗn hợp A gồm bột sắt đã bị oxi hóa gồm Fe, FeO, Fe3O4 và Fe2O3. Để tái tạo sắt, người ta dùng hidro để khử ở nhiệt độ cao. Để khử hêt 15,84 gam hỗn hợp A nhằm tạo kim loại sắt thì cần dùng 0,22 mol H2. Nếu cho 15,84 gam hỗn hợp A hòa tan hết trong dung dịch H2SO4 đậm đặc, nóng, thì sẽ thu được bao nhiêu thể tích khí SO2 ở điều kiện tiêu chuẩn ? Bài tập 8: Hoà tan m(g) hỗn hợp gồm Fe và các oxit của Fe trong HNO3 dư thu được 4,48l NO2 và 145,2 g muối khan . Tính m? Bài tập 9: Để m gam phoi bào sắt (A) ngoài không khí, sau một thời gian biến thành hỗn hợp rắn (B) có khối lượng 13,6 gam. Cho B tác dụng hoàn toàn với dung dịch axit sunphuric đặc nóng thấy giải phóng ra 3,36 lít khí duy nhất SO2 (đktc). Tính khối lượng m của A? Bài tập 10: Cho 20 gam hỗn hợp Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 hòa tan vừa hết trong 700 ml HCl 1M, thu được 3,36 lít H2 (đktc) và dung dịch D. Cho D tác dụng với NaOH dư, lọc kết tủa tạo thành và nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn. Giá trị của m là? C. KẾT LUẬN I. KẾT QUẢ ÁP DỤNG Thực tế cho thấy với cách làm như trên phần nào đã làm cho học sinh có một cái nhìn tổng quan về các phương pháp giải toán hoá học, từ đó nắm vững kiến thức và phương pháp giải, trên cơ sở đó hình thành tư duy phản xạ vận dụng hợp lí mỗi phương pháp cho một bài toán nhất định. Từ đó hình thành kĩ năng nhanh nhạy khi giải toán hoá học, rút ngắn được thời gia
Tài liệu đính kèm:
- skkn_kinh_nghiem_hinh_thanh_cac_phuong_phap_giai_toan_hoa_ho.doc
- BÌA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM.doc